本文主要介紹了簡易孔板流量計的結(jié)構(gòu)，工作原理及安裝要求在桃2區(qū)塊生產(chǎn)過程中的應用情況，并分析了影響孔板流量準確性的因素及制作安裝時應該注意的一些問題。

1、引言：
  目前我廠單井計量均采用旋進漩渦流量計.由于其價格較高、量程范圍相對較小.且在運行中受氣井工況(產(chǎn)液)及外界環(huán)境條件變化的影響.計量偏差較大、故障率較高直接影響著現(xiàn)場生產(chǎn)二因此在桃2區(qū)塊開展了簡易孔板流量計應用試驗以優(yōu)選出適合現(xiàn)場生產(chǎn)的計量裝置及儀表。

2、簡易孔板流量計的結(jié)構(gòu)原理及安裝要求：
2.1、簡易孔板流量計結(jié)構(gòu)：
  簡易孔板流量計是由一次檢測件(節(jié)流件)和二次裝置(差壓變送器和流量顯示儀)組成二節(jié)流件采用簡易孔板.孔板孔徑為(11.21mm-29.9mm).差壓變送器范圍0一40hPa，輸出信號4-20mt1.供電電源12VDC。
2.2、工作原理：
  充滿管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置.在節(jié)流件附近造成局部收縮.流速增加.在其上、下游兩側(cè)產(chǎn)生靜壓力差。

圖1孔板流量計工作原理

2.3、單井流量數(shù)據(jù)遠傳：
  將差壓變送器信號接人RTU進行差壓采集計量壓力采用井口油壓的壓力值.由于井口無溫度測量儀表.計量夏季溫度采用系統(tǒng)自設溫度12°C;.冬季溫度采用系統(tǒng)自設溫度6°C。在集氣站上位機采集到單井數(shù)據(jù)之后計算流量.在集氣站站控上集成孔板流量計監(jiān)控畫面.即做出瞬時流量和歷史數(shù)據(jù)畫面.對數(shù)據(jù)進行顯示并存儲.自動生成報

圖2孔板流量計站控系統(tǒng)報表
2.4、安裝要求：
 (1）差壓變送器引壓管方向:差壓變送器導壓管安裝方向必須與水平面保持垂直。
 (2)孔板流量計的孔板方向不能安裝錯誤.孔板法蘭上標示“H'’為高壓端.為氣體的進口.標示為“L".為低壓端.為氣體的出口.安裝流程圖如下圖所示:

圖3簡易孔板流量計安裝流程圖

3、2010年簡易孔板流量計試驗情況：
   2010年.我廠在桃2-9-18、桃2一2一21等6口單井先后開展了簡易孔板流量計與旋進漩渦流量計性能對比試驗二試驗中.在井口截斷閥和下游閘閥之間先安裝旋進漩渦流量計.再在旋進漩渦流量計下游串聯(lián)一臺孔板流量計二為改善孔板計量裝置安裝、運行條件.以提高其運行的準確可靠性.針對部分重點環(huán)節(jié)進行了優(yōu)化、改進二    (1)安裝位置:將計量裝置安裝于井口水平管段上(遠離井口針閥、緊急截斷閥等陰流件).并利用水平工藝管段作為流量計的計量直管段(遠大于前10D、后5D計量直管段配置).以***大限度改善計量介質(zhì)流眾。
    (2)取壓管路:將原水平安裝、管徑較小的取壓管路改為垂直安裝、加粗處理(。18mm).并盡可能縮短取壓管長度.以有效防止管線積液、凍堵;簡易孔板流量計現(xiàn)場安裝情況如下圖所示:    注:下圖為配置進口差壓變送器(羅斯蒙特3051)的簡易孔板流量計;下圖為配置國產(chǎn)雙法蘭差壓變送器的簡易孔板流量計。   試驗初期.經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)雙法蘭差壓變送器(西安安森、西安華恒.精度等級0.5級)質(zhì)量不過關(guān).變送器故障率高.現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)變送器零漂大、顯示差壓死值、變送器顯示零等.導致計量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定二***后選用進口差壓變送器(羅斯蒙特3051.精度等級0.1級)后.簡易孔板流量計運行較為穩(wěn)定二通過與井口串聯(lián)的智能旋進漩渦流量計數(shù)據(jù)比對.二者偏差較小.平均約為2.6%。

圖4進口羅斯蒙特差壓變送器 圖5國產(chǎn)安森差壓變送器

    經(jīng)過6個月的試驗.通過合理優(yōu)化、簡化簡易孔板計量裝置.使流量計的計量精度得到了基本保證.且運行穩(wěn)定、冬季運行未發(fā)現(xiàn)孔板、儀表凍堵.價格相對便宜、維護管理較為簡單.基本可以滿足現(xiàn)場的實際需要。

表1分類表

3.1、2011年桃2區(qū)塊簡易孔板流量計運行情況：
   為進一步解決引壓管凍堵問題.2011年對簡易孔板流量計引壓管再次進行改造.引壓管做的粗而短( 18mm)，取壓閥用球閥取代針閥，并選擇垂直向上安裝，有效地預防了引壓管凍堵問題。2011年在桃2區(qū)塊對已損壞的華海、福鑫、蒼南、航天等流量計進行更換，安裝46套簡易孔板流量計，對簡易孔板流量計的穩(wěn)定性，準確性及冬季運行情況進行進一步考察。

圖6改造后的簡易孔板流量計
3.1.1、計量穩(wěn)定性：
  分別選取產(chǎn)氣量在0.5萬方、1.0萬方、2.0萬方三口單井在4天同一時間內(nèi)進行了穩(wěn)定性分析二

圖7  0. 5萬方以下流量計運行情況及曲線 圖8  1. 0萬方以上流量計運行情況及曲線圖 圖9  2. 0萬方以上流量計運行情況及曲線圖 
    通過流量計現(xiàn)場計量數(shù)據(jù)穩(wěn)定性可以看出，簡易孔板流量計在氣量0.5萬方以上的時候運行平穩(wěn)，計量準確，接近核產(chǎn)氣量二而氣量在0.5萬方以下時由于單井帶液量大、含固體雜質(zhì)多等原因，對流量計計量影響較為嚴重，計量數(shù)據(jù)波動幅度大二3.1.2計量準確性    選取了產(chǎn)氣量在2.0萬方的一口單井某一時期進行了準確性分析(表2）。

    注:2012-1-5計量偏差較大，由于氣量流態(tài)不穩(wěn)定造成    通過流量計現(xiàn)場計量數(shù)據(jù)準確性可以看出，簡易孔板流量準確，跟核產(chǎn)氣量平均偏差3.43%，接近核產(chǎn)氣量.1.3冬季運行過程中流量計凍堵情況    雖然現(xiàn)場流量計已全部做了保溫，但冬季運行過程中前后發(fā)現(xiàn)有4臺簡易孔板流量計發(fā)生凍堵現(xiàn)象二其中有:桃2_6_3、桃2_17_21、桃2_6,_10、桃2_6,_14二桃2_6,_3井因差壓變送器引壓管水平安裝，致使導壓管取壓口凍堵，剩余3口井都是單井含液量大，孔板流量計截流造成變送器下取壓口凍堵。

4、造成計量偏差的原因斗：
4.1、計量介質(zhì)條件影響：
  井口天然氣未經(jīng)氣液分離，成份復雜、流態(tài)不穩(wěn)定，難以滿足計量裝置對計量介質(zhì)的基本要求;斗.2計量裝置配套標準較低    單井計量裝置加工精度較低，安裝方式不規(guī)范(垂直安裝于井口針閥下法蘭處)且無計量直管段，必然導致較大的系統(tǒng)誤差;斗.3流量計算方式粗略    簡易孔板流量計，采用遠程讀取井口壓

表2示意表

力、差壓、溫度數(shù)據(jù)，并依據(jù)站控自編程粗略計算井口流量，可靠性較低。在計量程序中對溫度、密度等進行實時修正。 基于上述原因，現(xiàn)場技術(shù)人員在單井流量計算程序中，引人流量修正系數(shù)(依據(jù)實際偏差系數(shù)，確定修正系數(shù))對各單井計量數(shù)據(jù)修正，實現(xiàn)氣井的相對準確計量。

5、目前存在的問題：
   (1)井口差壓變送器數(shù)據(jù)正常，桃2-1站站控系統(tǒng)及中心站流量數(shù)據(jù)通訊故障，經(jīng)常出現(xiàn)丟包、通訊中斷現(xiàn)象。
   由于桃2-1站采用無線網(wǎng)橋，單井數(shù)據(jù)采集均通過視頻服務器，由于視頻服務器連續(xù)采集數(shù)據(jù)，占用帶寬較大，且單井供電系統(tǒng)無風機，經(jīng)常造成單井饋電、電壓不穩(wěn)，網(wǎng)橋無法正常工作，經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包、通訊中斷等情況。冬季運行過程中存在凍堵問題二雖然按照要求簡易孔板流量計全部做了保溫，但由于單井產(chǎn)液現(xiàn)象，致使流量計冬季運行凍堵現(xiàn)象無法避免。

6、結(jié)論：  
  簡易孔板開展試驗應用以來近4個月，未發(fā)生差壓變送器損壞、孔板磨損等情況二簡易孔板流量計運行穩(wěn)定、價格相對便宜、維護管理較為簡單，基本可以滿足現(xiàn)場的實際需要簡易孔板流量計量程比窄，不適用于流量變化較大的場合;  
   對于每天產(chǎn)氣量5000方/天以下的單井，由于孔板孔徑太小(小于l10mm)，節(jié)流嚴重，易造成孔板凍堵，而且計量誤差較大，穩(wěn)定性較差，因此建議5000方以下的氣井建議選取DN32D的旋進漩渦流量計(量程范圍60-1440m3/d)進行計量。
   對于產(chǎn)液量較大的井，不適合安裝簡易孔板，容易造成簡易孔板流量計引壓管凍堵。